Die Morde an einer kolumbianischen Prostituierten und einem Navy Petty Officer führen das NCIS-Team zu einem 35 Jahre zurückliegenden Fall. Damals wurde auf einem Flughafen ein Bombenanschlag verübt. Der oder die Täter konnten nicht gefasst werden. Bei den beiden Toten wurden nun DNA-Spuren gefunden, die zu dem damaligen Attentat passen. McGee findet heraus, dass Gibbs und DiNozzo bereits seit zwei Jahren an dem alten Fall arbeiten und reagiert deshalb eifersüchtig.
Nachdem ein Lance Corporal tot aufgefunden wurde, übernimmt Gibbs' Team die Ermittlungen. Bald gibt es eine weitere Tote und mit Jamie Rivers einen Tatverdächtigen, der in der Vergangenheit bei einer misslungenen Operation gegen Waffenschmuggler als Strohmann agierte. DiNozzos Freundin, ATF Special Agent Zoë Keates wird hinzugezogen und hilft, dem Verdächtigen auf die Spur zu kommen. DiNozzos Freude über die Zusammenarbeit mit Zoë wird getrübt, als DiNozzo Sr. auftaucht, um die Freundin seines Sohnes kennenzulernen.
Als der Mord an einem Marine in Washington D.C. das NCIS-Team zu einer Terrorgruppe in Afghanistan führt, die einen Marine als Geisel festhält, reisen Gibbs und Bishop gemeinsam an den Hindukusch. In der Zwischenzeit ist DiNozzo außer sich, dass statt ihm selbst ausgerechnet McGee auf dem Cover der aktuellen NCIS-Broschüre zur Anwerbung neuer Rekruten abgebildet ist.
Bei einer politischen Veranstaltung lernt Kate den gut aussehenden und geheimnisvollen Sergei kennen und verbringt die Nacht mit ihm. Kate beginnt, Sergei etwas misstrauischer zu sehen, als in der Nähe seines Hotels ein Mädchen mit Verbindungen zu einem ukrainischen Menschenschmugglerring tot aufgefunden wird. Megans Autopsie bringt zutage, dass das Mädchen schwanger war und das Baby mit einem nicht besonders professionell durchgeführten Kaiserschnitt entbunden wurde.
Megan und Tommy untersuchen den Tod eines Mädchens, das geradezu in Stücke gerissen wurde. Sie denken zunächst, dass jemand in einem extremen Drogenrausch verantwortlich sein könnte. Tommy findet einen Verdächtigen und wird von ihm angegriffen. Er versucht, Tommy zu beißen, und Megan glaubt, dass der Mann Tollwut hat. Doch er selbst wurde offenbar nicht gebissen. Als ein zweites Opfer, das auch infiziert zu sein scheint, eingeliefert wird, fragt sich Megan, ob das Virus mutiert ist und jetzt wie eine Grippe übertragen wird.
In einer kleinen Stadt begehen mehrere Teenager hintereinander Selbstmord. Das Profiler-Team geht davon aus, dass eine Onlineplattform in diesem Fall eine tragende Rolle spielen könnte.
Das BAU-Team wird nach Miami gerufen - dort hat ein Trickbetrüger begonnen seine Opfer umzubringen.
Dieser Fall führt das BAU-Team nach Rhode Island: Ein Serienkiller ersticht wahllos Menschen an aufmerksamkeitsstarken Plätzen, anscheinend nur aus einem Grund: Um allgemeine Panik in der Öffentlichkeit zu schüren.
Das BAU Team wird nach Ashburn, Virginia, gerufen. Dort sollen sie sich an die Fersen eines Kriminellen klemmen, der verdächtigt wird, bereits vor acht Jahren ein Kind entführt zu haben.
Bei einer politischen Veranstaltung lernt Kate den gut aussehenden und geheimnisvollen Sergei kennen und verbringt die Nacht mit ihm. Kate beginnt, Sergei etwas misstrauischer zu sehen, als in der Nähe seines Hotels ein Mädchen mit Verbindungen zu einem ukrainischen Menschenschmugglerring tot aufgefunden wird. Megans Autopsie bringt zutage, dass das Mädchen schwanger war und das Baby mit einem nicht besonders professionell durchgeführten Kaiserschnitt entbunden wurde.
Megan und Tommy untersuchen den Tod eines Mädchens, das geradezu in Stücke gerissen wurde. Sie denken zunächst, dass jemand in einem extremen Drogenrausch verantwortlich sein könnte. Tommy findet einen Verdächtigen und wird von ihm angegriffen. Er versucht, Tommy zu beißen, und Megan glaubt, dass der Mann Tollwut hat. Doch er selbst wurde offenbar nicht gebissen. Als ein zweites Opfer, das auch infiziert zu sein scheint, eingeliefert wird, fragt sich Megan, ob das Virus mutiert ist und jetzt wie eine Grippe übertragen wird.
Nachdem ein Soldat ermordet wurde, der für den Navy-Geheimdienst gearbeitet hat, erhält das Team von Gibbs Verstärkung von Special Agent Ned Dorneget , einem Spezialisten der NCIS-Abteilung für Cyber Operations. Währenddessen wird McGee , Tony und deren Kollegen klar, dass Gibbs und der NSA-Anwalt Jake Malloy mittlerweile zu guten Freunden geworden sind.
Ein Cyber-Fall des NCIS weitet sich zu einer globalen Bedrohung aus. Gibbs und sein Team fahnden nach einem international agierenden Terrornetzwerk, das sich "The Calling" nennt und über das Internet Kinder und Jugendliche für seine Zwecke rekrutiert. Es kommt ans Licht, dass die Gruppe auf dem Schwarzmarkt Bomben aufgekauft hat.
Während Gibbs und seine Leute zusammen mit dem US-Geheimdienst CIA weiterhin fieberhaft nach der Terrorgruppe suchen, die im Internet Kinder und Jugendliche als Terroristen rekrutiert, kommt es in Übersee zu einem verheerenden Bombenanschlag. Dabei müssen die NCIS-Leute einen ebenso überraschenden wie aufwühlenden persönlichen Verlust hinnehmen.
Jason Lam , den man verdächtigt hatte, für Nordkorea spioniert zu haben, wurde vergiftet und anschließend von einem Truck überfahren. Callen und Granger haben einen Mann namens Mike Hobbs in Verdacht, etwas mit der Sache zu tun zu haben. Nachdem Hobbs in einem Verhör nichts Verwertbares darüber preisgeben hat, wie Spione ins Land geschleust werden, verfolgen die beiden ihn mit Hilfe eines Peilsenders.